钢结构的连接螺栓连接

1、钢结构的连接螺栓连接第1页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接a.并列和错列：规则、统一、紧凑b.排布参数：端距，边距，间距c.排布尺寸要求：考虑安装，受力和使用d.至少要有两个受力螺栓3. 螺栓排布最大、最小容许间距7.4 普通螺栓连接第2页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接螺栓的最大和最小容许间距7.4 普通螺栓连接第3页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接二、 受力性能和计算1. 受剪螺栓受力性能(1)螺栓直径小，连接板厚 (2)螺栓直径大，连接板薄 (3)螺栓孔径大

2、，连接板削弱多 (4)连接板端距小 (5)连接板厚，螺杆长螺杆剪切破坏孔壁挤压破坏连接板受拉破坏冲切破坏螺杆弯曲破坏(一) 受剪螺栓连接螺杆抗剪承载力孔壁承压能力构造限定施工技术要求板件净截面7.4 普通螺栓连接第4页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接2. 单个螺栓受剪承载力计算受剪承载力设计值：承压承载力设计值：单个螺栓承载力设计值：7.4 普通螺栓连接第5页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接3. 受剪螺栓连接计算a.螺栓数目当首尾两螺栓间距 l115do 时，剪力非均匀分布，螺栓群抗剪承载力下降，应对承载力

3、作折减：7.4 普通螺栓连接第6页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接b.净截面抗拉强度计算净截面积计算螺栓并列排布：螺栓错列排布：锯齿净面积盖板截面III：构件截面I：最危险截面孔径do：d16mm，do=d+1.5mm ；d=1624mm， do=d+2mm；d=2730mm， do=d+3mm。7.4 普通螺栓连接第7页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三如图所示普通螺栓连接，M20，C级，钢材Q235， N=940KN。试验算该连接是否满足要求。1. 单个螺栓承载力确定【例题1】【解】 4005010010010050NN50

4、707050107147NN2. 验算第六章 钢结构6.3 钢结构连接1） 螺栓强度第8页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三3）第一列净截面强度第六章 钢结构6.3 钢结构连接盖板14mm=构件14mm，按构件计算。2） 毛截面强度 4005010010010050NN50707050107147NN第9页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 对接焊缝计算(二) 受拉螺栓连接1. 受力性能(1)螺杆受拉(2)连接板脱开螺纹处拉断连接板屈曲螺杆抗拉承载力连接板刚度2. 承载力计算3. 连接计算N作用:第10页，共34页，2022

5、年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 对接焊缝计算M作用:假设转动中和轴在最下排螺栓处，则计算受力最大的螺栓(最外排)满足：第11页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 对接焊缝计算M、N作用:螺栓所受拉力N和弯矩M取决于偏心距e=M/N的大小(1)当e较小时(图b，以O点计)(2)当e较大时(图c，以O点计)第12页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 对接焊缝计算(三) 同时受剪、受拉螺栓连接螺栓计算：孔壁挤压计算：第13页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，

6、星期三验算如图所示，普通螺栓连接。N=349.5KN， M=17.475KNm。M22，B级，钢材Q235。单个螺栓抗拉承载力【例题2】【解】第七章 钢结构的连接7.4 普通螺栓连接支托505075757575 506010NM强度验算先假设小偏心，以众栓形心计第14页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三验算如图所示，普通螺栓连接。V=233KN， N=349.5KN， M=17.475KNm。M22，B级，钢材Q235。单个螺栓抗拉承载力【例题3】【解】第七章 钢结构的连接7.4 普通螺栓连接强度验算支托505075757575 6010NMV50第15页，共34页，20

7、22年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 普通螺栓连接支托505075757575 6010NMV50先假设小偏心，以众栓形心计第16页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三【小结】一、 普通螺栓连接的构造二、 受剪螺栓连接三、 受拉螺栓连接四、 同时受剪、受拉螺栓连接第17页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三【回顾】一、 普通螺栓连接的构造二、 受剪螺栓连接三、 受拉螺栓连接四、 同时受剪、受拉螺栓连接单个螺栓承载力设计值：受拉承载力计算:第18页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.

8、5 高强度螺栓连接7.5 高强度螺栓连接一、 概述1. 螺栓材料及类型高强度钢材制成按材料强度分成8.8级和10.9级按传剪力方式分成摩擦型和承压型按施工方式分成大六角头和扭剪型2. 受力机理高强度螺栓可以传递剪力和拉力高强度螺栓通过施加预拉力使连接板之间产生预压力，接触面上有摩擦力依靠摩擦力传递剪力第19页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三摩擦型连接高强度螺栓承载力高，变形小，传力可靠，多用于主承重受力构件连接。高强度螺栓的排布要求与普通螺栓相同，摩擦型螺孔直径比螺杆直径大1.52mm，也用M表示。第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接在承载能力极限状态允许滑动，但

9、最大剪力不能超过螺栓的抗剪承载力和孔壁的承压强度。在承载能力极限状态最大剪力不能超过板件间摩擦力。承压型连接3. 优点及构造第20页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接3. 紧固方法与预拉力Pa.紧固方法高强度螺栓的预拉力是通过拧紧螺帽实现的。扭矩法，转角法和扭剪法，分成初拧和终拧两步完成，保证拉力均匀。扭矩法专用扭矩板手，标定预拉力和扭矩之间的关系，通过施加一定扭矩达到预拉力，大六角螺栓。转角法手动扳手初拧后，再转动一定角度达到预拉力，不准确性较大，每天标定扳手，大六角螺栓。扭剪型螺栓，特制电动扳手，以扭断梅花头为标志，准确可靠，

10、易检查，成本高。扭剪法第21页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接b.预拉力P高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积确定，取值时考虑 螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9； 施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%10%，引入折减系数0.9； 在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉承载力，引入折减系数1/1.2； 钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。故高强度螺栓预拉力为第22页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接4. 滑移系数 被连接板

11、件之间的摩擦力大小，不仅和螺栓的预拉力有关，还与被连接板件材料及其接触面的表面处理有关。第23页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接二、 高强度螺栓抗剪计算nf为摩擦面数，单剪nf=1 ，双剪nf=21. 单个螺栓抗剪承载力(1)单个螺栓传递的最大剪力Nv，要求(2)螺栓群受轴力作用时，每个螺栓均匀受剪，要求螺栓数2. 摩擦型螺栓抗剪计算第24页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接(3)净截面计算每个螺栓均匀传力，孔前传力系数0.5净截面拉应力净截面拉力第25页，共34页

12、，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接3. 承压型螺栓抗剪计算(1)单个螺栓承载力计算方法与普通螺栓相同n为受剪面，单剪n=1 ，双剪n=2(2)螺栓群受轴力作用时，每个螺栓均匀受剪，要求螺栓数(3)净截面计算也可偏安全取与普通螺栓相同第26页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三如图所示摩擦型高强螺栓连接，M20，10.9级，钢材Q345，接触面喷砂后涂漆。试确定最大承载力N。1. 按螺栓连接强度确定N【例题1】【解】第七章 钢结构的连接7.4 普通螺栓连接 3004570707045NN4570704510101610NN

13、则12个螺栓总承载力设计值为：2. 按钢板截面强度确定N盖板20mm构件16mm，按构件计算。1） 毛截面强度第27页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.4 普通螺栓连接 3004570707045NN4570704510101610NN2）按第一列净截面强度第28页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接1. 单个螺栓抗拉承载力三、高强度螺栓抗拉计算(1)单个螺栓传递的最大拉力Ntb，要求(2)螺栓群受拉作用时，每个螺栓均匀受拉，要求螺栓数2. 摩擦型螺栓抗拉计算第29页，共34页，2022

14、年，5月20日，23点10分，星期三1. 摩擦型螺栓用线性相关方程近似表示破坏模式四、高强度螺栓同时受拉受剪第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接第30页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接用椭圆方程表示破坏模式2. 承压型螺栓同时，同时受拉受剪，一个方向压力减小，板件局部承压强度降低，取高强度螺栓只受剪时，孔壁三向受压，板件局部承压强度高。第31页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接五、摩擦型螺栓群受弯连接弯矩使螺栓受力呈三角形分布，中和轴在螺栓群形心O处。最大螺栓1受力为：1. 抗弯连接计算第32页，共34页，2022年，5月20日，23点10分，星期三第七章 钢结构的连接7.5 高强度螺栓连接假设剪力均匀分布，